element-android-Github/docs/voip_signaling.md
2020-06-19 13:36:42 +02:00

49 KiB

╔════════════════════════════════════════════════╗ ║ ║ ║A] Placing a call offer ║ ║ ║ ╚════════════════════════════════════════════════╝

                                                ┌───────────────┐
                                                │    Matrix     │
                                                ├───────────────┴ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─
                                                                                                                 │
                                                │
                                                                                                                 │
          ┌─────────────────┐                   │                  ┌───────────────────────────┐                                      ┌─────────────────┐
          │     Caller      │                                      │      Signaling Room       │                 │                    │     Callee      │
          └─────────────────┘                   │                  ├───────────────────────────┤                                      └─────────────────┘
                                   ┌────┐                          │                           │                 │
                                   │ 3  │       │                  │  ┌────────────────────┐   │
          ┌─────────────────┐──────┴────┴──────────────────────────┼─▶│   m.call.invite    │   │                 │                    ┌─────────────────┐
          │                 │                   │                  │  │      mx event      │   │                                      │                 │
          │                 │                                      │  └────────────────────┘   │                 │                    │                 │
          │                 │                   │                  │                           │                                      │                 │
          │     Riot.im     │                                      │                           │                 │                    │     Riot.im     │
       ┌──│       App       │                   │                  │                           │                                      │       App       │
       │  │                 │                                      │                           │                 │                    │                 │
       │  │                 │                   │                  │                           │                                      │                 │
       │  │                 │                                      │                           │                 │                    │                 │
       │  └─────────────────┘                   │                  │                           │                                      └─────────────────┘
  ┌────┤     ▲                                                     │                           │                 │
  │ 1  │     ├────┐                             │                  └───────────────────────────┘
  └────┤     │ 2  │                              ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┘
       │  ┌──┴────┴─────────┐                                                                                                         ┌─────────────────┐
       │  │                 │                                                                                                         │                 │
       │  │                 │                                                                                                         │                 │
       │  │     WebRtc      │                                                                                                         │     WebRtc      │
       └─▶│                 │                                                                                                         │                 │
          │                 │                                                                                                         │                 │
          │                 │                                                                                                         │                 │
          └─────────────────┘                                                                                                         └─────────────────┘









   ┌────┐
   │ 1  │  The Caller app get access to system resources (camera, mic), eventually stun/turn servers, define some
   └────┘  constrains (video quality, format) and pass it to WebRtc in order to create a Peer Call offer

   ┌────┐
   │ 2  │  The WebRtc layer creates a call Offer (sdp) that needs to be sent to callee
   └────┘

   ┌────┐  The app layer, takes the webrtc offer, encapsulate it in a matrix event adds a callId and send it to the other
   │ 3  │  user via the room
   └────┘
               ┌──────────────┐
               │   mx event   │
               ├──────────────┴────────┐
               │ type: m.call.invite   │
               │ + callId              │
               │                       │
               │ ┌──────────────────┐  │
               │ │    webrtc sdp    │  │
               │ └──────────────────┘  │
               └───────────────────────┘

╔════════════════════════════════════════════════╗ ║ ║ ║B] Sending connection establishment info ║ ║ ║ ╚════════════════════════════════════════════════╝

                                               ┌───────────────┐
                                               │    Matrix     │
                                               ├───────────────┴ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─
                                                                                                                │
                                               │
                                                                                                                │
         ┌─────────────────┐                   │                  ┌───────────────────────────┐                                      ┌─────────────────┐
         │     Caller      │                                      │      Signaling Room       │                 │                    │     Callee      │
         └─────────────────┘                   │                  ├───────────────────────────┤                                      └─────────────────┘
                                                                  │  ┌────────────────────┐   │                 │
                                               │                  │  │   m.call.invite    │   │
         ┌─────────────────┐                                      │  │      mx event      │   │                 │                    ┌─────────────────┐
         │                 │      ┌────┐       │                  │  └────────────────────┘   │                                      │                 │
         │                 │      │ 3  │                          │  ┌────────────────────┐   │                 │                    │                 │
         │                 │──────┴────┴───────┼──────────────────┼─▶│ m.call.candidates  │   │                                      │                 │
         │     Riot.im     │                                      │  │      mx event      │   │                 │                    │     Riot.im     │
         │       App       │                   │                  │  └────────────────────┘   │                                      │       App       │
         │                 │                                      │                           │                 │                    │                 │
         │                 │                   │                  │                           │                                      │                 │
         │                 │                                      │                           │                 │                    │                 │
         └─────────────────┘                   │                  │                           │                                      └─────────────────┘
                 ▲                                                │                           │                 │
                 ├────┐                        │                  └───────────────────────────┘
                 │ 2  │                         ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┘
         ┌───────┴────┴────┐                                                                                                         ┌─────────────────┐
         │                 │                                                                                                         │                 │
         │                 │                                                                                                         │                 │
         │     WebRtc      │                   ┌───────────────┐                                                                     │     WebRtc      │
         │                 │                   │  Stun / Turn  │                                                                     │                 │
         │                 │                   ├───────────────┴ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─                                         │                 │
         │                 │                                                                │                                        │                 │
         └─────────────────┘                   │                                                                                     └─────────────────┘
                  ▲                                                                         │
                  │                            │
                  └──────────┬────┬───────────▶                                             │
          ┌───────────────┐  │ 1  │            │
          │               │  └────┘                                                         │
          │ Network Stack │                    │
          │               │                     ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┘
          │               │
          └───────────────┘




   ┌────┐
   │ 1  │  The WebRtc layer gathers information on how it can be reach by the other peer directly (Ice candidates)
   └────┘
           ┌──────────────────────────────────────────────────────────────────┐
           │candidate:1 1 tcp 1518149375 127.0.0.1 35990 typ host             │
           └──────────────────────────────────────────────────────────────────┘
           ┌──────────────────────────────────────────────────────────────────┐
           │candidate:2 1 UDP 2130706431 192.168.1.102 1816 typ host          │
           └──────────────────────────────────────────────────────────────────┘

   ┌────┐
   │ 2  │  The WebRTC layer notifies the App layer when it finds new Ice Candidates
   └────┘



   ┌────┐  The app layer, takes the ice candidates, encapsulate them in one or several matrix event adds the callId and
   │ 3  │  send it to the other user via the room
   └────┘
               ┌──────────────┐
               │   mx event   │
               ├──────────────┴────────────────────────┐
               │  type: m.call.candidates              │
               │                                       │
               │  +CallId                              │
               │                                       │
               │ ┌──────────────────┐                  │
               │ │ice candidate sdp │                  │
               │ └──────────────────┘                  │
               │ ┌──────────────────┐                  │
               │ │ice candidate sdp │                  │
               │ └──────────────────┘                  │
               │ ┌──────────────────┐                  │
               │ │ice candidate sdp │                  │
               │ └──────────────────┘                  │
               └───────────────────────────────────────┘





╔════════════════════════════════════════════════╗
║                                                ║
║C] Receiving a call offer                       ║
║                                                ║
╚════════════════════════════════════════════════╝



                                                ┌───────────────┐
                                                │    Matrix     │
                                                ├───────────────┴ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─
                                                                                                                 │
                                                │                                                                                     ┌─────────────────┐
                                                                                                                 │                    │     Callee      │
          ┌─────────────────┐                   │                  ┌───────────────────────────┐                                      └─────────────────┘
          │     Caller      │                                      │      Signaling Room       │                 │
          └─────────────────┘                   │                  ├───────────────────────────┤
                                                                   │  ┌────────────────────┐   │                 │                    ┌─────────────────┐
                                                │                  │  │   m.call.invite    │───┼────────────────────────────┬────┬───▶│                 │
          ┌─────────────────┐                                      │  │      mx event      │   │                 │          │ 1  │    │                 │
          │                 │                   │                  │  └────────────────────┘   │                            └────┘    │                 │
          │                 │                                      │  ┌────────────────────┐   │                 │                    │     Riot.im     │
          │                 │                   │                  │  │ m.call.candidates  │   │                                      │       App       │
          │     Riot.im     │                                      │  │      mx event      │   │                 │                    │                 │
          │       App       │                   │                  │  └────────────────────┘   │                                      │                 │
          │                 │                                      │  ┌────────────────────┐◀──┼─────────────────┼───┬────┬───────────┤                 │
          │                 │◀──────────────────┼──────────────────┼──│   m.call.answer    │   │                     │ 4  │           └──┬──────────────┘
          │                 │                                      │  │      mx event      │   │                 │   └────┘              ├────┐    ▲
          └────┬────────────┘                   │                  │  └────────────────────┘   │                                         │ 2  │    ├────┐
               │                                                   │                           │                 │                       ├────┘    │ 3  │
               │                                │                  └───────────────────────────┘                                      ┌──▼─────────┴────┤
          ┌────▼────────────┐                    ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┘                    │                 │
          │                 │                                                                                                         │                 │
          │                 │                                                                                                         │     WebRtc      │
          │     WebRtc      │                                                                                                         │              ┌──┴─────────────────┐
          │                 │                                                                                                         │              │    caller offer    │

┌──────────┴─────────┐ │ │ └──┬─────────────────┘ │ callee answer │ │ └─────────────────┘ └────────────────────┴───────┘

    ┌────┐
    │ 1  │  Bob receives a call.invite event in a room, then creates a WebRTC peer connection object
    └────┘

    ┌────┐
    │ 2  │  The encapsulated call offer sdp from the mx event is transmitted to WebRTC
    └────┘

    ┌────┐
    │ 3  │  WebRTC then creates a call answer for the offer and send it back to app layer
    └────┘


    ┌────┐  The app layer, takes the webrtc answer, encapsulate it in a matrix event adds a callId and send it to the
    │ 3  │  other user via the room
    └────┘
                ┌──────────────┐
                │   mx event   │
                ├──────────────┴────────┐
                │ type: m.call.answer   │
                │ + callId              │
                │                       │
                │ ┌──────────────────┐  │
                │ │    webrtc sdp    │  │
                │ └──────────────────┘  │
                └───────────────────────┘






╔════════════════════════════════════════════════╗
║                                                ║
║D] Callee sends connection establishment info   ║
║                                                ║
╚════════════════════════════════════════════════╝



                                                ┌───────────────┐
                                                │    Matrix     │
                                                ├───────────────┴ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─
                                                                                                                 │
                                                │
                                                                                                                 │
          ┌─────────────────┐                   │                  ┌───────────────────────────┐                                      ┌─────────────────┐
          │     Caller      │                                      │      Signaling Room       │                 │                    │     Callee      │
          └─────────────────┘                   │                  ├───────────────────────────┤                                      └─────────────────┘
                                                                   │  ┌────────────────────┐   │                 │
                                                │                  │  │   m.call.invite    │   │
          ┌─────────────────┐                                      │  │      mx event      │   │                 │                    ┌─────────────────┐
          │                 │                   │                  │  └────────────────────┘   │                                      │                 │
          │                 │                                      │  ┌────────────────────┐   │                 │                    │                 │
          │                 │                   │                  │  │ m.call.candidates  │   │                                      │                 │
          │     Riot.im     │                                      │  │      mx event      │   │                 │                    │     Riot.im     │
          │       App       │                   │                  │  └────────────────────┘   │                        ┌────┐        │       App       │
          │                 │                                      │  ┌────────────────────┐   │                 │      │ 3  │        │                 │
          │                 │◀──────────────────┼┐                 │  │   m.call.answer    │   │                ┌───────┴────┴────────│                 │
          │                 │                    │                 │  │      mx event      │   │                ││                    │                 │
          └─────────────────┘                   ││                 │  └────────────────────┘   │                │                     └─────────────────┘
               │                                 │                 │  ┌────────────────────┐   │                ││                         ▲
               │                                │└─────────────────┼──│ m.call.candidates  │   │                │                          ├────┐
               ▼                                                   │  │      mx event      │◀──┼────────────────┘│                         │ 2  │
          ┌─────────────────┐                   │                  │  └────────────────────┘   │                                      ┌────┴────┴───────┐
          │                 │                                      └───────────────────────────┘                 │                    │                 │
          │                 │                   │                                                                                     │                 │
          │     WebRtc      │                                                                                    │                    │     WebRtc      │
          │                 │                   └ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─                     │             ┌───┴────────────────┐
          │                 │                                                                                                         │             │    caller offer    │
 ┌────────┴───────────┐     │                                                                                                         │             └───┬────────────────┘
 │   callee answer    ├─────┘                                                  ┌───────────────┐                                      └─────────────────┘
 ├────────────────────┤                                                        │  Stun / Turn  │                                               ▲
 │     callee ice     │                                                        ├───────────────┴ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─                       ┌────┐  │
 │     candidates     │                                                                                         │                      │ 1  │  │
 └────────────────────┘                                                        │                                                       ├────┴──┴───────┐
                                                                                                                │                      │               │
                                                                               │                                                       │ Network Stack │
                                                                                                                │◀─────────────────────┤               │
                                                                               │                                                       │               │
                                                                                                                │                      └───────────────┘
                                                                               │
                                                                                ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┘


    ┌────┐
    │ 1  │  The WebRtc layer gathers information on how it can be reach by the other peer directly (Ice candidates)
    └────┘
            ┌──────────────────────────────────────────────────────────────────┐
            │candidate:1 1 tcp 1518149375 127.0.0.1 35990 typ host             │
            └──────────────────────────────────────────────────────────────────┘
            ┌──────────────────────────────────────────────────────────────────┐
            │candidate:2 1 UDP 2130706431 192.168.1.102 1816 typ host          │
            └──────────────────────────────────────────────────────────────────┘

    ┌────┐
    │ 2  │  The WebRTC layer notifies the App layer when it finds new Ice Candidates
    └────┘



    ┌────┐  The app layer, takes the ice candidates, encapsulate them in one or several matrix event adds the callId and
    │ 3  │  send it to the other user via the room
    └────┘
                ┌──────────────┐
                │   mx event   │
                ├──────────────┴────────────────────────┐
                │  type: m.call.candidates              │
                │                                       │
                │  +CallId                              │
                │                                       │
                │ ┌──────────────────┐                  │
                │ │ice candidate sdp │                  │
                │ └──────────────────┘                  │
                │ ┌──────────────────┐                  │
                │ │ice candidate sdp │                  │
                │ └──────────────────┘                  │
                │ ┌──────────────────┐                  │
                │ │ice candidate sdp │                  │
                │ └──────────────────┘                  │
                └───────────────────────────────────────┘






 ╔════════════════════════════════════════════════╗
 ║                                                ║
 ║D] Caller Callee connection                     ║
 ║                                                ║
 ╚════════════════════════════════════════════════╝








                                               ┌───────────────┐
           ┌─────────────────┐                 │    Matrix     │                                                                       ┌─────────────────┐
           │     Caller      │                 ├───────────────┴ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─                       │     Callee      │
           └─────────────────┘                                                                                  │                      └─────────────────┘
                                               │
                                                                                                                │
           ┌─────────────────┐                 │                                                                                       ┌─────────────────┐
           │                 │                                                                                  │                      │                 │
           │                 │                 │                                                                                       │                 │
           │                 │                                                                                  │                      │                 │
           │     Riot.im     │                 └ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─                       │     Riot.im     │
           │       App       │                                                                                                         │       App       │
           │                 │                                                                                                         │                 │
           │                 │                                                                                                         │                 │
           │                 │                                                                                                         │                 │
           └─────────────────┘                                                                                                         └─────────────────┘
                                                ┌───────────────┐
                                                │   Internet    │
                                                ├───────────────┴ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─
           ┌─────────────────┐                                                                                   │                     ┌─────────────────┐
           │                 │                  │                                                                                      │                 │
           │                 ├───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┴─────────────────────┤                 │
           │     WebRtc      │█████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████│     WebRtc      │

┌─────────────┴──────┐ ├────────────────────────────────────────┬──────────────────────────┬───────────────┬─────────────────────┤ ┌─────┴──────────────┐ │ callee answer │ │ │ │ Video / Audio Stream │ │ │ caller offer │ ├────────────────────┤ │ └──────────────────────────┘ │ │ ├────────────────────┤ │ callee ice ├──────────┘ └ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ └───────────┤ caller ice │ │ candidates │ │ candidates │ └────────────────────┘ └────────────────────┘

                                                     ┌─────────────────────────────────────────────────────┐
                                                     │                                                     │░
                                                     │ If connection is impossible (firewall), and a turn  │░
                                                     │server is available, connection could happen through │░
                                                     │                       a relay                       │░
                                                     │                                                     │░
                                                     └─────────────────────────────────────────────────────┘░
                                                      ░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░


                                                 ┌───────────────┐
                                                 │   Internet    │
                                                 └─┬─────────────┴ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─
            ┌─────────────────┐                                                                                     │                   ┌─────────────────┐
            │                 │                    │                   ┌─────────────────────────┐                                      │                 │
            │                 ├───────────────────────────────────────┐│                         │                  │                   │                 │
            │     WebRtc      │███████████████████████████████████████││                         │                                      │     WebRtc      │
            │                 ├───────────────────────────────────────┘│                         │                  │                   │                 │
            │                 │           ┌────────┴─────────────────┐ │          Relay          │┌─────────────────────────────────────┤                 │

┌───────────────┴────┐ │ │ Video / Audio Stream │ │ ││█████████████████████████████████████│ ┌───────┴────────────┐ │ callee answer ├────────────┘ └────────┬─────────────────┘ │ │└─────────────────────────────────────┴─────────┤ caller offer │ ├────────────────────┤ │ │ │ ├────────────────────┤ │ callee ice │ │ │ │ │ caller ice │ │ candidates │ └─────────────────────────┘ │ │ candidates │ └────────────────────┘ │ └────────────────────┘ │ │ │ │ │ └ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─